用于新兴HMI与MEI应用的新型成像器解决方案

　　新兴HMI与MEI应用需要低成本、具有大批量生产特性以及先进功能的新型成像器。本文结合Micron公司的CMOS图像传感器MT9V022对这种成像器的应用以及新特性进行了讨论。

　　在过去25年里，图像传感器主要用于机器视觉等机器－机器交互（MMI）应用，或者用于替代胶片的应用，如摄像机、数码相机或手机相机。高端图像传感器适用于MMI产品，而成本较低的消费级图像传感器则主要用于产生吸引人眼球的图像。随着高端MMI应用对产品性能、速度和价格要求的提高， DSP 处理能力和图像传感器性能的巨大差异以及产品质量、价格上的两极分化，正继续加大这两个市场之间的距离。但是，新型人－机交互（HMI）与机器－环境交互（MEI）应用的出现，需要结合了低端产品的低成本、大批量生产特性与高端产品的众多先进功能的图像传感器。这为HMI及MEI应用的图像传感器创造出一个中间地带，并提供一个机遇以便能将这些成像器与正在推出的功能更强大、成本更低的新型DSP相结合。

　　图1：NIR条件下CCD与CMOS图像质量的对比，Micron开发出在85°C时的暗电流小于10（饱和信号的成像器。）

　　高端传感器领域：大多数机器视觉应用利用摄像机控制MMI。在工厂，时间就是金钱，各种机器必须能尽可能快地协同工作。用于MMI的高速成像器一般以数百到数千帧/秒（fps）的速度工作，当以这种速度工作时，用于收集光的时间很短，为解决光通量减少的问题，通常需要高强度照明，而为获得精确的图像，传感器必须具有12μm至25μm的像素尺寸以及比消费类应用更宽的动态范围。

　　低端传感器领域：对适合大批量应用的消费级成像器而言，价格是一个关键的考虑因素，并因此推动消费级成像器在能产生可打印成清晰照片的图像的同时，其像素尺寸也持续减小。现在，用于胶片替代应用的消费类传感器具有2μm至6μm大小的像素，这么小的像素要求很低的噪声基底，以产生可接受的图像。图像质量以是否能吸引人的眼球来判断，在给定标准和显示限制的情况下，通常每个色彩通道有8位数据就足够。在速度方面，胶片替代应用通常不需要捕捉被人感觉为“实时”的图像（速度为24fps至30fps）。

　　HMI与MEI应用很少需要捕捉速度超过100fps的图像。一般来说，大多数应用的图像速度都等于或稍微超过被人感觉为“实时”的速度。